BRAIN / BRAIN × AI20 SEP 2026
脑科学与AI㉚|学一次就会,学新也不忘旧
一个人第一次见到"榴莲",闻一次、尝一口,大概一辈子都记得。而且记住榴莲,不会让他忘了苹果。
大脑用两套系统分工解决了这个矛盾:一套快速记下,一套慢慢消化。中间靠睡觉把两套连起来。
1989 01 灾难性遗忘被发现的年份 |
1995 02 互补学习系统理论提出的年份 |
1953 03 H.M.病人切除海马体的手术年份 |
这两件看起来理所当然的事,放到人工神经网络上,都是难题:模型学一样新东西,往往要看成千上万遍;而一旦用新东西去训练它,它常常把旧的忘掉。
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一、AI 的老毛病:学新忘旧
1989 年,研究者发现了一个让人头疼的现象:一个神经网络学会了一组加法题,再拿另一组题去训练它,它很快就把第一组忘得差不多了。他们给这个现象起了个很吓人的名字——"灾难性遗忘"。
原因不复杂:模型的知识分布在所有参数里,新的训练会把这些参数一起往新方向推,旧知识赖以存在的那些数值就被改掉了。就像在一块写满字的黑板上,直接写新的内容,旧字被盖住了。
三十多年过去,这个问题缓解了很多,但没有根治。今天大公司训练大模型的办法,基本是"一次性把所有东西混在一起学",而不是"先学这个、再学那个"。
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二、我们自己就碰到了
我们训练本地罗盘大模型时,就在防这件事。
230 道试点教材,都是决策、反误判、按书判断这类题。如果只拿这些题去训练,模型可能在这些题上变好,却把别的本事忘掉——比如普通的问答、写作。所以教材里专门放了 10 道"通用题",答案让原版模型自己来写。意思是:一边学新的,一边提醒它别忘了原来会的。
这就是 AI 领域对付遗忘最朴素的办法:学新的时候,把旧的混进去一起复习。
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三、大脑的办法:两套系统
1995 年,几位研究者提出了一个影响很大的理论,叫"互补学习系统"。它说大脑有两套学习系统,各管一摊:
一套快的:海马体。 它能一次就记住一件事:昨天在哪吃的饭、刚认识的人叫什么。记得快,但容量有限,也不太会举一反三。
一套慢的:大脑皮层。 它学得慢,要反复多次,但学进去的东西会和已有的知识融成一体,能举一反三,而且很稳。
新经历先由海马体快速记下;之后,海马体再把这些经历一遍遍"讲给"皮层听,皮层慢慢地、一点一点地吸收,和旧知识交织在一起。因为每次只改一点,又和旧的交错着学,所以不会把旧的覆盖掉。
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四、一个著名的病人
这套分工最有力的证据,来自一位叫 H.M. 的病人。1953 年,为了治疗严重的癫痫,医生切除了他两侧的海马体及周围组织。
手术之后,他再也记不住新发生的事:刚见过的医生,转身就不认识了。但他过去的大部分记忆还在。更奇怪的是,他还能学会新的"手上功夫":练习对着镜子描图形,一天比一天熟练——尽管每次都说自己从没做过。
快速记下"发生了什么"的系统没了,慢慢学会"怎么做"的系统还在。两套系统,确实是分开的。
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五、睡觉时的"重播"
海马体是在什么时候把经历"讲给"皮层听的?很大一部分是在睡觉的时候。
1990 年代,研究者记录老鼠走迷宫时海马体里的神经元,发现它们会按老鼠走过的路线,依次放电。到了老鼠睡觉的时候,这些神经元又按同样的顺序放了一遍电——而且速度快了很多倍,像快进重播白天的经历。
本系列第 ⑦ 篇和第 ⑲ 篇讲过睡眠的清理功能,这里是睡眠的另一份工作:把白天快速记下的东西,重播给慢系统,让它慢慢学进去。
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六、AI 学会了一半
AI 研究者从这里借了一招。2015 年,DeepMind 训练电脑打几十种雅达利游戏时,用了一个叫"经验回放"的办法:把玩过的经历存起来,训练时不按顺序,而是随机抽出旧经历和新经历混在一起学。灵感正来自海马体的重播。效果很好:学得更稳,也不容易忘。
但大模型还没有真正的"海马体"。它没有一个能在使用中快速记下新东西、再慢慢消化进参数的系统。今天的补救办法是:把新信息放进对话窗口(便利贴),或者外挂一个资料库让它去查——这些都像"笔记本",不是"学会"。第 ⑰ 篇和第 ⑲ 篇讨论过,给机器配一个类似睡眠的消化过程,可能是让它真正"边用边学"的一条路。
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七、对我们自己的一点用处
—新学的东西,要和旧的交错着复习。 只盯着新知识猛学,学得快,也忘得快;把新知识放回旧知识里对照,才长得进去。读 53 本书也是这样:读新书时,回头翻翻相关的旧书。—睡觉不是浪费时间。 白天学的东西,有一部分是在夜里才真正学进去的。熬夜学习,等于让快系统一直记、慢系统没时间消化。
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八、三行,留着复习
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学新忘旧是 AI 的老毛病 知识分布在全部参数里,新训练会把旧的盖掉;补救办法是新旧混着学
大脑用两套系统分工 海马体快记、容量小;皮层慢学、能融会贯通;病人 H.M. 证明两者分开
睡觉时重播白天 海马体把经历快进重播给皮层;AI 借来做了"经验回放",但大模型还没有真正的海马体
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本篇是系列第30篇,由Claude撰写(2026年10月3日),药神逐条核对关键年份与论文。1989年灾难性遗忘(McCloskey & Cohen)、1995年互补学习系统理论(McClelland, McNaughton, O'Reilly)、1953年H.M.病人手术(Scoville & Milner)、1994年睡眠重播发现(Wilson & McNaughton)、2015年DeepMind经验回放(Mnih et al.)五个年份与论文均核对无误。属个人学习与判断笔记,文中「罗盘大模型」「230道试点教材」为杰哥与药神所在系统的内部训练项目记录,非外部可查证据,已标注来源。
阅读依据(经PubMed核对):互补学习系统理论见McClelland JL, McNaughton BL, O'Reilly RC. 'Why there are complementary learning systems in the hippocampus and neocortex.' Psychol Rev 1995;102(3):419-457,PMID 7624455。海马体睡眠重播见Wilson MA, McNaughton BL. 'Reactivation of hippocampal ensemble memories during sleep.' Science 1994;265(5172):676-679,PMID 8036517。DeepMind经验回放见Mnih V et al. 'Human-level control through deep reinforcement learning.' Nature 2015;518(7540):529-533。H.M.病人手术为神经科学经典病例(Scoville WB, Milner B. 1957年发表随访报告,手术本身为1953年)。灾难性遗忘见McCloskey M, Cohen NJ. 'Catastrophic interference in connectionist networks.' Psychology of Learning and Motivation 1989;24:109-165(书籍章节,按学界公认引用处理)。